廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司汕尾供電局 鐘岳坤

站在電力企業(yè)角度來看，全面推動智能電網(wǎng)建設(shè)能夠充分實現(xiàn)智能化操作控制，根據(jù)電網(wǎng)實際運行數(shù)據(jù)對其進行動態(tài)采集與實時共享，繼而為電網(wǎng)創(chuàng)建穩(wěn)定、安全的運行環(huán)境。但是，在智能變電站運維方面，因為部分技術(shù)問題帶來的限制，致使運維管理工作效率難以取得有效進步，削弱了電力系統(tǒng)供電能力，影響了供電系統(tǒng)穩(wěn)定運行，長此以往會造成輸電質(zhì)量大幅下降，不利于社會秩序正常發(fā)展?；诖?，相關(guān)部門應(yīng)提高對智能變電站運維管理工作的重視，完善與優(yōu)化運維管理體系，增強運維技術(shù)高效性與科學(xué)性。

1 智能變電站三層兩網(wǎng)

1.1 智能變電站中的三層

在智能變電站的設(shè)施中，“三層兩網(wǎng)”是整個系統(tǒng)正常運行的核心關(guān)鍵，“三層”由站控層、間隔層、過程層組成。通過網(wǎng)絡(luò)對信息的獲取，站控層主要負責(zé)對變電站信息的分析以及調(diào)控，通過連續(xù)刷新數(shù)據(jù)庫的方式保證信息的時效性，并定期將數(shù)據(jù)移動到歷史信息庫；在后續(xù)的工作中，針對變電站運營的需要，根據(jù)調(diào)控中心的命令調(diào)取需要的歷史文件，并傳送到過程層、間隔層的運行中；同時，站控層還具備全站運行閉鎖監(jiān)控、人機聯(lián)系以及對過程層、間隔層維護裝置，修正不適當(dāng)參數(shù)的功能。同時，過程層中的設(shè)備運行狀況及對命令的反映執(zhí)行及控制，則通過智能終端由系統(tǒng)進行直接監(jiān)測。間隔層是保護裝置的集合，其中部署有測控裝置、電能表、安全自動裝置及智能錄波器等設(shè)備，保證間隔層數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確及指令的正常施行，如邏輯控制功能的判別及運算，可以充分激發(fā)其通訊傳輸功能，加強間隔層與其他兩層的網(wǎng)絡(luò)通信。

1.2 智能變電站中的兩網(wǎng)

中央交換器及間隔交換器是站控層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的兩大分類。中間交換器借助數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對監(jiān)控主機綜合應(yīng)用服務(wù)器、大數(shù)據(jù)服務(wù)器，間隔內(nèi)的保護、測控系統(tǒng)以及其他智能電子設(shè)備實現(xiàn)并聯(lián)。而間隔交換器則在與中間交換器等設(shè)備間，利用光紅連成了一個物理網(wǎng)路。在站控層和間隔層之間，通信協(xié)議采用的是MMS，因此業(yè)內(nèi)稱之為MMS網(wǎng)，同時，也可將VLAN（虛擬局域網(wǎng)）進行分割劃分，形成不同的通道[1]。在過程層中，GOOSE網(wǎng)和SV網(wǎng)共同構(gòu)成改層的網(wǎng)絡(luò)。一般情況下，GOOSE網(wǎng)參與和過程層及間隔層間的數(shù)據(jù)置換工作，以監(jiān)測并控制設(shè)備的運行狀態(tài)。針對不同的電壓標(biāo)準(zhǔn)，GOOSE網(wǎng)選擇的類型也不盡相同，例如可以在不小于220kV的電壓等級下選擇雙網(wǎng)，采用GOOSE點對點的通訊方式實現(xiàn)本間隔智能終端與安全保護器間的通訊連接。而SV網(wǎng)絡(luò)則負責(zé)在對過程層和間隔層上的設(shè)備之間傳送采樣值，通過點對點的方式將安全保護器與間隔層中的合并單元連接上SV數(shù)據(jù)。

2 智能變電站與傳統(tǒng)變電站的區(qū)別

2.1 實現(xiàn)了自動保護裝置投入和退出的改變

傳統(tǒng)變電站在對系統(tǒng)實施科學(xué)防護時，通常會選擇硬壓板的防護方式，通過接地片這類硬件防護裝置對系統(tǒng)實施防護，并呈現(xiàn)可見狀態(tài)；但進入智能變電站階段后，變電站內(nèi)人員僅需使用屏幕控制臺就可以更好的進行系統(tǒng)維護工作，這種軟壓板維護形式變得不再可見。此外，這種系統(tǒng)相對強大的功能，為變電站遠程無人監(jiān)控智能管理系統(tǒng)的發(fā)展提供了堅實的基礎(chǔ)。

2.2 檢修板的作用發(fā)生了變化

一般情況下，變電站檢測板的基本功能就是分析、檢查、消除系統(tǒng)故障，避免故障信號的干擾對監(jiān)控信息造成不良影響。如變電站在檢驗狀態(tài)壓板施工的過程中就可以有效地減少操作誤差，因為只要將檢修面板正反二面都印上檢修字樣，就可以大大增加信息提取施工的便捷性。但總體來說，當(dāng)檢修狀態(tài)壓板配備有保護裝置后，在重復(fù)使用時只需智能操作系統(tǒng)沒有產(chǎn)生變化，跳閘現(xiàn)象就不會再重復(fù)發(fā)生。

2.3 設(shè)備驗收方面發(fā)生了變化

在智能變電站的運行中，關(guān)于電氣設(shè)備及其工作狀態(tài)的管理、檢測、監(jiān)控、調(diào)度及整修，都需要用到SCD配置工具。在測量過程中，如果出現(xiàn)數(shù)據(jù)模型內(nèi)外方面呈現(xiàn)一致的情況，就需要采用變電所的聯(lián)合調(diào)制，來實現(xiàn)工程量的最優(yōu)化調(diào)整。

3 智能變電站運行維護問題

3.1 安全性問題

以往變電站多采用點對點方式進行通訊，這種通訊方式一般會具有較高的信號傳遞可靠性，并且可以通過局部優(yōu)勢實現(xiàn)信息交換。而當(dāng)前智能變電站通訊框架大部分都是對等的，能結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)對整個變電站LED信息進行全方面管理。然而，只要LED遭到破壞且沒有及時對其進行處理，就會產(chǎn)生大量不穩(wěn)定因素，不利于智能變電站正常運轉(zhuǎn)。除此之外，變電站的信息互交框架在多數(shù)設(shè)備內(nèi)部都無法設(shè)置隔離點，只能利用應(yīng)用程序來有效實現(xiàn)隔離作用，一定程度上增強了互交框架的集中控制性，對整個系統(tǒng)安全起到了保障作用。

3.2 穩(wěn)定性問題

在智能變電站的日常運行中，需要足夠的能源支撐有源電子變壓器，保障其有電力長期保持在穩(wěn)定狀態(tài)。一旦出現(xiàn)停電，就會導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性大大降低。此外，在氣候、濕度和其他外界條件的影響下，不穩(wěn)定現(xiàn)象發(fā)生率會在光學(xué)互感器的玻璃和光纖之間大幅提高[2]。

3.3 保護問題

與舊式變電站傳感器相比，電子互感器需要通過交換機支持數(shù)據(jù)的采集及傳輸工作，采用合并單元的方法進行工作，但這樣會造成傳輸效果下降。而智能終端因為位于接近閘門的位置，因此容易存在一些隱患，針對這種情況，智能變電站斷路器的工作時長在傳統(tǒng)變電站配置的基礎(chǔ)上進行了一定的延長。據(jù)統(tǒng)計，平均推遲時間約為（6±1）ms，也因此智能變電站一次設(shè)備配置的保護裝置可以達到更好電纜控制效果，然而由于其工作過程容易遭受周圍環(huán)境的強烈環(huán)境影響，尤其是在潮濕和高溫等方面，后續(xù)保養(yǎng)也面臨著一定難度，檢測人員需要著重注意這方面的檢查。

3.4 可靠性問題

在智能變電站中，一般會使用電子互感器取代原來的電流互感器和電壓互感器，在使用過程中直接接通到外部電源，一旦發(fā)生突然斷電、線路故障等問題，電子互感器就會自行切斷或迅速終止工作，對變電站保護系統(tǒng)的安全性也有一定影響，一定程度上增加電子互感器的工作難度。所以，電子互感器是智能變電站的關(guān)鍵構(gòu)成部分，對變電站維護安全性起著決定性作用，有關(guān)研究人員應(yīng)加強對智能變電站的分析力度。

4 智能化變電站運行維護策略

4.1 一次設(shè)備運行維護

智能變電站一次設(shè)備在設(shè)計上具有規(guī)模大，構(gòu)造復(fù)雜的特點，也因此在運行上具有較高的不穩(wěn)定性，容易被環(huán)境影響造成設(shè)備損壞。因此，周期性的針對一次設(shè)備的檢查和維護工作務(wù)必到位，最大程度上提高其運行的安全指標(biāo)，保證設(shè)備運行安全性與穩(wěn)定性，通過科學(xué)手段對現(xiàn)有故障進行有效解決，做到早診斷、早處理。然而值得注意的是，工作人員可以通過對繼電保護工具編號的方式，創(chuàng)建與優(yōu)化系統(tǒng)維護流程，確保維護工作按照流程的既定順序完成，防止出現(xiàn)漏檢或傳輸錯誤。

4.2 二次設(shè)備運行維護

二次設(shè)備由于其特殊性，必須具備監(jiān)測、調(diào)節(jié)以及保護功能，只有這樣才能進一步確保智能變電站在實際運作中保持平穩(wěn)的運行狀態(tài)。所以，單純采用傳統(tǒng)檢測與維護方法是遠遠無法達到當(dāng)前變電站發(fā)展需求的。從二次設(shè)備維護角度來說，應(yīng)對壓板工作狀態(tài)進行嚴格監(jiān)控，考慮到現(xiàn)今變電站所用壓板特性較為相同，可以對壓板進行統(tǒng)一編制，制定壓板編號，結(jié)合二次設(shè)備壓板分類與配套統(tǒng)計，嚴格遵守壓板投入使用原則。在維修過程中對壓板進行檢查與維護，避免發(fā)生意外事故，影響變電站穩(wěn)定運行。與此同時，還要在對監(jiān)測系統(tǒng)進行優(yōu)化與完善，確保保護裝置與網(wǎng)絡(luò)交換機正常運行，達到智能變電站日常運行要求。

4.3 革新既有維護技術(shù)

智能變電站主要是在傳統(tǒng)變電站基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，而現(xiàn)階段的運營維修技術(shù)也從傳統(tǒng)技術(shù)上逐漸提升而來。但是，隨著系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與智能變電站交互方式的改變，現(xiàn)有技術(shù)手段已經(jīng)無法有效適應(yīng)運營與維修方面的技術(shù)需求。所以，應(yīng)當(dāng)努力革新現(xiàn)行的運維技術(shù)，及時改善運維質(zhì)量。尤其是對研究技術(shù)人員，要加大對保護裝置維修技術(shù)的研究，以提高整個體系的綜合技術(shù)水平。同時，科學(xué)地運用整定技術(shù)，嚴格執(zhí)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，正確運用智能理念，將新技術(shù)有效融入維護管理工作當(dāng)中。受智能變電站發(fā)展時間限制，在維護技術(shù)方面還存在部分不足，相關(guān)部門需要加強技術(shù)開發(fā)。

4.4 加強主動引導(dǎo)式研發(fā)

對未來智能變電站的開發(fā)研究中，在系統(tǒng)架構(gòu)方面，科研部門應(yīng)該加大對CIS室內(nèi)SF6集成式智能斷路器、氣體絕緣母線、110kV雙母線界限以及小車式開關(guān)柜的研究發(fā)展力度，對現(xiàn)有功能單元進行科學(xué)協(xié)調(diào)，利用調(diào)試推動智能變電站協(xié)調(diào)發(fā)展。另外，研究人員還應(yīng)該多采用數(shù)字技術(shù)與控制技術(shù)，對運行進行科學(xué)管理，促使其從原先被動運行模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹笇?dǎo)性研究模式，進一步提高運行與維護水平，為增強智能變電站架構(gòu)穩(wěn)定性與安全性奠定基礎(chǔ)。

5 智能變電站檢修硬壓板案例詳解

智能變電站檢測硬壓板也具有很重要的意義。根據(jù)智能站檢測機制，人們可以通過投退裝置的檢測硬壓板，來區(qū)分為智能電站檢測裝置區(qū)和運行裝置區(qū)。范圍確定后，就無法進行裝置之間信號的跨區(qū)交換。因此為了確保智能站投產(chǎn)后二次裝置安全平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，檢修硬壓板的驗收工作顯得尤為重要。以下為根據(jù)案例，探討了智能電站檢修硬壓板的驗收細則。

裝置報警與報文質(zhì)量檢測：在檢修硬壓板投入使用之前，要確保裝置上附有品質(zhì)信息標(biāo)簽；保護液晶屏或者指示燈等裝置界面需要有清晰的顯示效果。在所有種類的報文中，表行報文檢修狀態(tài)的Test位都是固有配置，變電站可以通過對Test位狀態(tài)的對比，對收到的信息時效性進行判斷，保證信息的真實有效。此外，在裝置檢修硬壓板的反饋報文中，若Test位應(yīng)置True，則與報文因數(shù)信息一并發(fā)送到接受終端。因此，在對檢修硬壓板功能進行驗收時，在常規(guī)方向外，

還應(yīng)根據(jù)裝置液晶屏中顯示的報文品質(zhì)位信息，判別檢修硬壓板功能的良好性。針對不同廠家設(shè)備，報文品質(zhì)因數(shù)結(jié)構(gòu)不同。表1為南瑞繼保裝置，對其結(jié)構(gòu)做簡要說明：

表1 南瑞繼保裝置結(jié)構(gòu)說明

其中，Link表示鏈路狀態(tài)（正常/中斷）；Test：接收報文檢修狀態(tài)（True/False）；Valid：裝置本身發(fā)送數(shù)據(jù)有效性（YES/NO）。因此，保護裝置上，GOOSE報文品質(zhì)因數(shù)常見數(shù)值如下：

（1）品質(zhì)因數(shù)顯示為5（101），表示正常工況。具體含義：鏈路正常、裝置收到的報文檢修態(tài)為False、裝置自身檢修硬壓板未投入。

（2）品質(zhì)因數(shù)顯示為4（100），表示接收的數(shù)據(jù)無效，不參與保護邏輯運算。具體含義：鏈路正常、裝置收到的報文檢修態(tài)為False、裝置自身檢修硬壓板投入。

（3）品質(zhì)因數(shù)顯示為6（110），表示接收的數(shù)據(jù)無效，不參與保護邏輯運算。具體含義：鏈路正常、裝置收到的報文檢修態(tài)為True、裝置自身檢修硬壓板未投入。

（4）品質(zhì)因數(shù)顯示為7（111），表示設(shè)備處于調(diào)試工況。具體含義：鏈路正常、裝置收到的報文檢修態(tài)為True、裝置自身檢修硬壓板投入。

SV采樣檢修狀態(tài)測試：在采樣顯示與裝置檢修狀態(tài)相同的情況下，應(yīng)當(dāng)將采樣值計算到保護邏輯中；否則，應(yīng)閉鎖相關(guān)保護并發(fā)出報警信息。如圖1所示。

圖1 SV采樣檢修狀態(tài)測試

根據(jù)智能站檢修機制可知，以上應(yīng)驗證的功能屬于SV檢修機制范疇。即，改變采樣值與裝置自身檢修狀態(tài)，觀察保護裝置實現(xiàn)以下功能：檢修狀態(tài)一致時，與采樣值相關(guān)的保護能夠可靠動作；檢修狀態(tài)不一致時，與采樣值相關(guān)的保護閉鎖/開放，并發(fā)告警信號。

6 結(jié)語

由此可見，本文主要圍繞智能變電站運維技術(shù)具體應(yīng)用開展了詳細分析，在充分了解現(xiàn)階段變電站所存在不足的前提下，通過科學(xué)手段有效解決運維技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較高等問題，并闡述了智能變電站管理維護技術(shù)在系統(tǒng)中的實際運用。現(xiàn)今，對變電站進行維修管理過程中，可以利用維修時所獲取的信息與數(shù)據(jù)，盡可能增強管理人員與維修人員綜合能力與素質(zhì)，明確工作要點內(nèi)容，實現(xiàn)變電站運維管理科學(xué)發(fā)展，為提高變電站運行可靠性與安全性夯實基礎(chǔ)。